高考物理总复习主题二相互作用与运动定律提升课受力分析与物体的平衡市赛课公开课一等奖省名师获奖P

提升课受力分析与物体平衡1/26物体受力分析[关键点归纳]

1.受力分析分析物体受到哪些力，并将它们以示意图形式表示出来，这一过程及方法叫受力分析。2/262.受力分析步骤3/263.怎样预防“多力”或“丢力”(1)预防“多力”有效路径是找出力施力物体，若某力有施力物体则它实际存在，无施力物体则它不存在。另外协力与分力不要重复分析。

(2)按正确次序(即一重、二弹、三摩擦、四其它)进行受力分析是确保不“丢力”有效办法。4/264.受力分析注意事项(1)只分析研究对象所受力，不分析研究对象对其它物体所施加力。(2)每分析一个力，都应该找到施力物体，这是预防“多力”有效办法之一。(3)协力和分力不能同时作为物体受到力。(4)不要把“效果力”和“性质力”混同重复分析，通常只分析“性质力”，不分析“效果力”。(5)结合物体运动状态、利用力相互性进行分析也是确保受力分析正确有效路径。5/26[精典示例][例1]

倾角为α、质量为M斜面体静止在水平桌面上，质量为m木块静止在斜面体上。以下结论正确是(

)A.木块受到摩擦力大小是mgcosαB.木块对斜面体压力大小是mgsinαC.桌面对斜面体摩擦力大小是mgsinαcosαD.桌面对斜面体支持力大小是(M＋m)g图16/26解析对木块进行受力分析如图甲所表示，由平衡方程得FN＝mgcosα，Ff＝mgsinα，所以A、B均错误；对斜面体和木块进行整体受力分析如图乙所表示，可得桌面对斜面体摩擦力大小是零，桌面对斜面体支持力大小是(M＋m)g，故C错误，D正确。答案D7/26方法总结受力分析三个方法(1)假设法：在受力分析时，若不能确定某力是否存在，可先对其作出存在假设，然后分析该力存在对物体运动状态影响来判断该力是否存在。(2)整体法：将加速度相同几个相互关联物体作为一个整体进行受力分析方法。(3)隔离法：将所研究对象从周围物体中分离出来，单独进行受力分析方法。8/26[针对训练1]

如图2所表示，物体A靠在竖直墙面上，在力F作用下，A、B保持静止，物体B受力个数为(

)A.2 B.3C.4 D.5解析若使物体A保持静止，物体B必对物体A施加一个垂直接触面向上弹力，由力相互性可知，物体A必定对物体B施加垂直接触面向下作用力。再对物体B受力分析，因为物体B处于静止状态，则它必定受到重力、力F、物体A对物体B弹力和摩擦力共四个力作用，故选项C正确。答案C图29/26共点力平衡问题处理方法[关键点归纳]

处理平衡问题四种方法方法

内容合成法物体受三个共点力作用而平衡，则任意两个力协力一定与第三个力大小相等，方向相反分解法物体受三个共点力作用而平衡，将某一个力按力效果分解，则其分力和其它两个力满足平衡条件10/26正交分解法物体受到三个或三个以上力作用时，将物体所受力分解为相互垂直两组，每组力都满足平衡条件力三角形法对受三力作用而平衡物体，将力矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接矢量三角形，依据正弦定理、余弦定理或相同三角形等数学知识求解未知力11/26[精典示例][例2]

在科学研究中，能够用风力仪直接测量风力大小，其原理如图3所表示。仪器中一根轻质金属丝悬挂着一个金属球。无风时，金属丝竖直下垂；当受到沿水平方向吹来风时，金属丝偏离竖直方向一个角度。风力越大，偏角越大。经过传感器，就能够依据偏角大小指示出风力。那么风力大小F跟金属球质量m、偏角θ之间有什么样关系呢？图312/26解析选取金属球为研究对象，它受到三个力作用，如图甲所表示。金属球处于平衡状态，这三个力协力为零。可用以下四种方法求解。13/26法一力合成法

如图乙所表示，风力F和拉力FT协力与重力等大反向，由平行四边形定则可得F＝mgtanθ。法二力分解法重力有两个作用效果：使金属球抵抗风吹力和使金属丝拉紧，所以能够将重力沿水平方向和金属丝方向进行分解，如图丙所表示，由几何关系可得

F＝F′＝mgtanθ。法三正交分解法以金属球为坐标原点，取水平方向为x轴，竖直方向为y轴，建立坐标系，如图丁所表示。由水平方向协力Fx合和竖直方向协力Fy合分别等于零，即

14/26Fx合＝FTsinθ－F＝0Fy合＝FTcosθ－mg＝0解得F＝mgtanθ。法四三角形法三个力示意图首尾相连组成一个直角三角形，如图戊所表示，由三角函数可求得F＝mgtanθ。由所得结果可见，当金属球质量m一定时，风力F只跟偏角θ相关。所以，偏角θ大小就能够指示出风力大小。答案看法析15/26方法总结分析平衡问题基本思绪(1)明确平衡状态(协力为零)。(2)巧选研究对象(整体法和隔离法)。(3)受力分析(画出规范受力分析图)。(4)列平衡方程(灵活利用力合成法、正交分解法、矢量三角形法及数学解析法)。(5)求解或讨论(解结果及物理意义)。16/26[针对训练2]

如图4所表示，两段等长细线串接着两个质量相等小球a、b，并悬挂于O点。现在两个小球上分别加上水平方向外力，其中作用在b球上力大小为F、作用在a球上力大小为2F，则此装置平衡时位置可能是以下图中(

)图417/26解析设每个球质量为m，Oa与ab和竖直方向夹角分别为α、β。18/26答案

C19/261.如图5所表示，一小球用两根轻绳挂于天花板上，球静止，绳1倾斜，绳2恰好竖直，则小球所受作用力有(

)A.1个 B.2个C.3个 D.4个图520/26解析假设绳1对球有作用力，该作用力方向斜向左上方，另外，球在竖直方向上还受重力和绳2拉力，在这三个力作用下球不可能保持平衡，所以绳1不可能对球施加拉力，小球只受重力和绳2拉力。故B正确。答案B21/262.(多项选择)如图6所表示，建筑装修中，工人用质量为m磨石对斜壁进行打磨，当对磨石加竖直向上大小为F推力时，磨石恰好沿斜壁向上匀速运动，已知磨石与斜壁之间动摩擦因数为μ，则磨石受到摩擦力是(

)A.(F－mg)cosθ B.μ(F－mg)sinθC.μ(F－mg)cosθ D.μ(F－mg)解析对磨石进行受力分析，由平衡条件，沿斜壁：(F－mg)cosθ＝Ff，A正确；垂直于斜壁：压力FN＝(F－mg)sinθ，故摩擦力Ff＝μFN＝μ(F－mg)sinθ，B正确。答案AB图622/263.画出图7中物体A所受力示意图，并写出力名称和施力物体：(1)物体A静止，接触面光滑；(2)A沿粗糙斜面上滑；(3)A沿粗糙水平面滑行；(4)接触面光滑，A静止。图723/26解析(1)物体A受重力G、推力F、支持力FN、墙壁对A向左弹力FN′，施力物体分别是地球、推A物体、地面、墙壁；(2)物体A受竖直向下重力G、垂直于斜面向上支持力FN、沿斜面向下滑动摩擦力Ff，施力物体分别是地球、斜面、斜面；(3)物体A受重力G、支持力FN、滑动摩擦力Ff，施力物体分别是地球、水平面、水平面；(4)物体A受重力G、拉力FT、弹力FN，施力物体分别是地球、绳子